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近年来,抗生素在水产养殖业中的应用越来越广泛,由于盲目追求利益最大化和相关部门的监管不力导致抗生素滥用现象严重。抗生素的滥用不仅会诱导水产品和周围环境中的耐药细菌,而且很可能加速抗生素抗性基因在环境中以及水产品中的传播扩散。水产养殖业是天津市的特色产业,更是支柱产业,本课题前期研究结果表明海河流域天津段表层水和沉积物中的抗生素污染比我国其他地区都严重,而造成这种污染的重要来源来自于养殖业。因此有必要针对天津市的水产养殖业进行抗生素抗性研究。
选取天津市郊区四个区分别为北辰区、西青区、东丽区和津南区的6个水产养殖场为采样点,对其中的底泥和水的细菌进行磺胺甲恶唑和四环素药物的抗性研究。采用平板涂布法对磺胺甲恶唑和四环素的耐药率分析不仅发现底泥中的耐药细菌数量和耐药率都要大大高于水中,而且磺胺的耐药率远远大于四环素,如磺胺甲恶唑浓度为50,100,200μg/ml时底泥中细菌耐药率范围在1.04%~61.29%之间,四环素浓度为5,10,20μg/ml时细菌耐药率范围在0.007%~0.320%之间,并且与国外的某些研究相比,底泥的磺胺耐药率呈现较高的趋势。
另外,采用16S rDNA方法对抗性平板上筛选出的耐药菌进行鉴定,结果表明两种抗生素耐药菌的优势菌都是芽孢杆菌属,鉴定出的耐药菌包括环境中常见的土著细菌如芽孢杆菌和短杆菌,以及肠球菌、粪产碱杆菌和不动杆菌等条件致病菌,这表明肠道菌经排泄进入环境后很可能会与土著菌和条件致病菌发生抗性元件的水平转移,造成抗性在环境中的扩散,构成潜在的生态风险。
采用普通PCR方法对细菌中的抗性基因进行检测后发现sul基因在磺胺耐药菌中分布很普遍,是导致细菌对磺胺产生耐药性的主要遗传机制;另外,细菌体内的sul2基因比sul1基因的检出频率要高,这说明sul2比sul1的分布更为广泛。利用荧光定量PCR方法对底泥中的六种抗性基因进行定量后发现底泥中抗性基因的含量大小为sul2>sul1>tetW>tetO>tetM>tetT,底泥中的磺胺抗性基因的含量要明显地多于四环素类抗性基因,表明鱼塘中的磺胺类抗性基因的污染较为严重,而且鱼塘的底泥很可能是磺胺类耐药菌和抗性基因的贮存库。
该研究以控制养殖环境中耐药基因的扩散和污染为最终目的,为弄清天津水产养殖业的抗生素抗性的污染现状提供第一手数据,在全国范围内率先创建环境中抗生素耐药基因污染的监测体系奠定基础。